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文檔簡介

淺談生物的入侵[內容摘要]本文通過對生物入侵的概念、途徑、策略、危害、研究現狀、存在問題和解決措施等方面的分析,希望對生物的入侵有個全面的認識,引起必要的重視,更好保護協調我們的家園。關鍵詞:生物入侵研究問題措施生物學認為,生態系統中有機體不能與它們的環境分開,而是與它們的環境形成一個自然系統。這種系統是地球表面上自然界的基本單位,它們有各種大小和種類。生態系統是在一定的空間和時間范圍內,在各種生物之間以及生物群落與其無機環境之間,通過能量流動和物質循環而相互作用的一個統一整體。生態系統是生物與環境之間進行能量轉換和物質循環的基本功能單位。生態系統中某種生物減少會引起其他物種的變動。處于食物鏈中第一營養級的生物減少而導致的其他物種變動:在某食物鏈中,若處于第一營養級的生物減少,則該食物鏈中的其它生物都減少。這是因為第一營養級是其它各種生物賴以生存的直接或間接的食物來源,這一營養級生物的減少必會引起連鎖反應,致使以下營養級依次減少。反之,上一營養級減少,

即“天敵”一方減少,對被食者即下一營養級數量變動的影響:若一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數量減少,則被食者數量因此而迅速增加,但這種增加并不是無限的。而是隨著數量的增加,種群密度加大,種內斗爭勢必加劇,再加上沒有了天敵的“壓力”,被捕食者自身素質(如奔跑速度、警惕性、靈敏性等)必會下降,導致流行病蔓延,老弱病殘者增多,最終造成密度減小,直至相對穩定,即天敵減少,造成被食方先增加后減少,最后趨向穩定。隨著生物離開它原先的生態系統,地球上沒有兩片相同的葉子,由于地理環境的差異性,在一個新的生態系統中,食物鏈發生變化,如果缺乏天敵,則被食者數量因此而迅速增加,雖然會有內在的調節平衡,長期會穩定甚至減少最后趨向穩定,但在一定的時間內,有些繁殖能力旺盛的物種會一發而不可收拾,使當地生態系統造成失衡,對當地物種、生態環境、人們的經濟和社會生活產生了很大的影響,甚至惡化。這就是生物入侵引起的兵變。生物入侵概念當你在路邊草地或自家庭院里發現一兩只從未見過的甲蟲時,你肯定不會感到驚訝。但在生物學家和生態學家們看來,這或許不是件尋常小事。專家們把這種原本生活在異國他鄉、通過非自然途徑到新的生態環境中的“移民”稱為“生物入侵者”。深圳西南海面上的內伶仃島,“植物殺手”薇甘菊在迅速蔓延,已成不可阻擋之勢。往日濃陰蔽日、綠樹搖曳的島上,長滿了薇甘菊。它們宛如一張張巨網,黑壓壓地籠罩在美麗的荔枝樹、芭蕉樹、相思樹上。樹木因為沐浴不到陽光而無聲無息地死去,鮮花和綠草因為呼吸不到新鮮的空氣而枯萎,島上的土地正蛻變成荒原,素有“植物天堂”美譽的內伶仃島,可能會被薇甘菊毀于一旦。這個令人恐怖的“植物殺手”原產于中、南美洲。80年代,薇甘菊傳到東南亞,給種植香蕉、茶葉、可可、水稻等經濟作物的農民造成了不可估量的損失。90年代初,薇甘菊的魔腳踏上了我國海南島的土地。幾年后到達了深圳,在深圳寶安一片4000畝的人工山林里,幾乎80%的山林遭到了薇甘菊的蹂躪。一些杉樹林已被薇甘菊封殺,一些山頂已被薇甘菊完全覆蓋。在西歐,一種北美蝦病正在侵襲當地蝦,造成當地蝦在許多河流中消失。在地中海和亞得里亞海,一種太平洋海藻覆蓋了3000公頃的海底。在南歐、尼日利亞、南非、新西蘭、澳大利亞、巴西和美國東南部,ASIANTIGERMOSQUITO蚊可能會增加傳播許多種危險疾病的風險。這種進攻型叮咬蚊子能攜帶至少17種病毒,包括登革熱、黃熱病和其他多種腦炎。從東部非洲到印度太平洋地區,一種來源于南亞的ALANG草侵入了數百萬公頃的熱帶森林,嚴重地影響了當地樹木的自然更新。澳大利亞的一種可能來自巴布亞新幾內亞地區的致病真菌自1920年侵入以來,導致了數千公頃的森林被毀。這種真菌對四分之三的植物有害,包括高大的樹種和矮小的灌木。在新西蘭,一種來源于澳大利亞的夜間活動的袋鼠,估計每晚可吃掉21噸當地的森林(樹皮、樹芽、樹葉等)。來源于巴布亞新幾內亞地區的棕色樹蛇,使太平洋關島上11種鳥和一些蜥蜴、蝙蝠在野外絕跡。科學家擔心這種蛇會擴散到整個太平洋地區。在我國,一種南美水生植物(水葫蘆)極大地減少了昆明滇池的水面積。當地的氣候明顯變得比較干燥,湖中的68種魚有38種已不復存在。科學家把這種類似薇甘菊的事件,稱為“生物污染”,也稱生物入侵。它指某種有害的外來生物由原生存地經自然或人為的途徑進入到另一個新環境,并在當地的自然或人為生態系統中定居、自行繁殖和擴散,最終明顯影響當地生態環境,侵入并造成原有生態的破壞。損害當地生物多樣性,破壞農林牧漁業生產、危害人類健康的現象。與化學污染不同,外來生物可以不斷地增殖并擴散到新的地方,還能逐步適應新的環境并占據優勢,從而危及本土物種。①在我國,一種南美水生植物——水葫蘆極大地減少了昆明滇池的水面積,當地氣候明顯干燥,湖中的68種魚已有38種不復存在。

②在西歐,一種北美蝦病正在侵襲當地蝦,造成當地蝦在許多河流中消失。

③在地中海和亞得里亞海,一種太平洋海藻覆蓋了3000公頃的海底。

④從東部非洲到印度太平洋地區,一種來源于南亞的ALANG草侵入了數百萬公頃的熱帶森林,嚴重影響了當地樹木的自然更新。

⑤澳大利亞的一種可能來自巴布亞新幾內亞地區的致病真菌自1920年侵入以來,導致數千公頃的森林被毀。這種真菌對四分之三的植物有害,包括高大的樹種和矮小的灌木。

⑥在新西蘭,一種來源于澳大利亞的夜間活動的袋鼠,估計每晚可吃掉21噸當地的森林。

⑦來源于巴布亞新幾內亞地區的棕色樹蛇,使太平洋關島上11種鳥和一些蜥蜴、蝙蝠在野外絕跡。目前,外來生物在地球上大部分湖泊和河流系統中、大部分海岸和主要島嶼上都可發現,并擴散到所有大陸,有的已經形成了污染。我國第一批外來入侵物種名單:

1.紫莖澤蘭2.薇甘菊3.空心蓮子草4.豚草5.毒麥6.互花米草7.飛機草8.鳳眼蓮9.假高梁10.蔗扁蛾11.濕地松粉蚧12.強大小蠹13.美國白蛾14.非洲大蝸牛15.福壽螺16.牛蛙

國家環保總局提供的部分數字:據不完全統計,我國外來雜草共有107種,外來動物40余種,從脊椎動物(哺乳類、鳥類、兩棲類、爬行類、魚類)到無脊椎動物(昆蟲、甲殼類、軟體動物等),以及細菌、微生物、病毒中都能找到例證。國內最早開展入侵生物研究的中科院動物研究所謝焱博士告訴我們:“目前我國的34個省、直轄市、自治區及特別行政區無一沒有外來種,除了極少數位于青藏高原的保護區外,幾乎或多或少都能找到外來雜草。”其實,我國也有一些生物進入其他地區,成為別處的入侵物種。比如葛藤,作為一種藥材引入美國,然而到了美國后卻大量滋生,對當地生態環境造成重大影響。再比如青魚,在中國只不過是一種普通的肉食性魚類,然而不慎傳到美國,已成為美國漁業大害,當地政府甚至出價100美元一條懸賞捕捉青魚。

“斑貝斑貝堵塞的管道斑貝斑貝堵塞的管道驚人的繁殖能力植物殺手薇甘菊紫莖澤蘭植物殺手薇甘菊紫莖澤蘭打撈水葫蘆水葫蘆殺手:水葫蘆象甲打撈水葫蘆水葫蘆殺手:水葫蘆象甲生物入侵途徑千萬年來,海洋、山脈、河流和沙漠為物種和生態系統的演變提供了天然的隔離屏障。然而近幾百年間,隨著全球一體化的進程,這些屏障漸漸失去它們應有的作用,外來物種們借助人類的幫助,遠涉重洋到達新的生境和棲息地,繁衍擴散。在人類文明的早期,陸路和航海技術尚不發達,自然界中的生態平衡并沒有受到太大破壞。在自然條件下,一顆蒲公英的種子可能隨風飄蕩幾十千米后才會落地,如果各種條件適合,它會在那里生根、發芽、成長;山間溪水中的魚蝦可能隨著水流游到大江大河中安家落戶……凡此種種,都是在沒有人為干預的條件下緩慢進行的,時間和空間跨度都非常有限,因此不會造成生態系統的嚴重失衡。21世紀的人們已經越來越關注人類賴以生存的環境,制止污染、保護動物已經成為全球人類的共識。可是,你知道嗎?恰恰是人類自己的原因,使得“生物入侵者”對人類發動了一場沒有硝煙的戰爭。許多生物學家和生態學家將“生物入侵者”的增多歸咎于日益繁榮的國際貿易,事實上許多“生物入侵者”正是搭乘跨國貿易的“便車”達到“偷渡”目的的。以目前全球新鮮水果和蔬菜貿易為例,許多昆蟲和昆蟲的卵附著在這些貨物上,其中包括危害性極大的害蟲,如地中海果蠅等。盡管各國海關動植物檢疫中心對這些害蟲嚴加防范,但由于進出口貨物數量極大,很難保證沒有漏網之“蟲”。此外,跨國寵物貿易也為“生物入侵者”提供了方便。近年來,由于引進五彩斑斕的觀賞魚而給某些地區帶來霍亂病源的消息時常見諸報端。一些產自他鄉的寵物,如蛇、蜥蜴、山貓等,往往會因主人的疏忽或被遺棄而逃出藩籬,嘯聚山林,為害一方。伴隨進口貨物增加,通過木質包裝箱等多種隱蔽形式傳入森林有害物種的危險性不斷加大最近,美國發現光肩星天牛(AsianLonghornedBeetle)對一些樹木造成破壞。美方認為是通過木質包裝材料從中國傳入的,擬對中國實施更嚴厲的措施,包括要求中方出口商提供有關部門出具的木質包裝材料處理(加熱、熏蒸等)證明。海南省2002年6月發現椰心葉甲疫情,很多專家認為是有人違規從東南亞蟲害疫區引進棕櫚科苗木而將害蟲帶進島內的。由于缺少自然天敵,椰心葉甲繁殖和擴散速度很快。,椰心葉甲可以通過風和苗木的運輸傳播,特別是有大臺風的話,傳播速度會更快。2005年第18號臺風“達維”過后,全省椰心葉甲疫樹就猛增了約60萬株,其中僅文昌市就增加35萬株,而在臺風前文昌市的疫樹只有2萬株。

隨著交通手段的改進、國際貿易和旅游業的發展,外來生物入侵的概率大大增加。人們有意或無意的把一個地域的物種攜帶到另一個地域,這些被攜帶轉移的物種在新環境下由于缺乏原產地的制約因素而大量繁殖、擴散,對當地物種、生態環境、人們的經濟和社會生活產生了很大的影響,成為全球性的問題。除了主動蔓延之外,人為的盲目引進物種也是造成生物污染的原因之一。在非洲維多利亞湖,尼羅河鱸魚的引進導致200多種地方魚種的滅絕,是有記錄以來最大的一次脊椎動物的滅絕。水松樹和金合歡屬樹種的引進本來是用于植樹造林,現在卻消耗了用于供應開普敦的地下水。目前,外來生物在地球上大部分湖泊和河流系統中、大部分海岸和主要島嶼上都可發現,并擴散到所有大陸,有的已經形成了污染。人們對這些有害外來生物的侵入往往簡單地當作偶發事件,對它的威脅的認識也很不夠。其實地球上這種侵入時時刻刻都在發生,而且隨著交通的全球化,世界貿易的不斷增加,這種侵入的頻率和范圍還在不斷擴大,且有全球化發展的趨勢。生物入侵的策略策略一:吃得苦中苦,方為人上人請你想象一下:如果一種生物既能夠在冰天雪地里生長,又能在炎炎烈日下定居;無論是面對鹽堿的土壤還是干燥的沙漠都毫不介意;對于食物更是從不挑肥揀瘦,又特別能挨餓……那么它在哪兒不能“出人頭地”呢?空心蓮子草正是憑借這一橫練多年的“鐵布衫”功夫,才能如此得意地作威作福:它抗逆性超強,不但不畏嚴寒酷暑,而且就算死亡了,只要植株沒有完全腐爛,待到時機成熟,依然會復活為害;為了侵占盡可能大的地盤,它更是演化出水生、陸生兩種生態型,入侵時可以由陸至水,順水而下,再由水至陸,是地地道道的“水陸兩棲江洋大盜”!策略二:多子多福

水葫蘆采用的又是另外一種策略了。水葫蘆擁有極其強大的繁殖能力,甚至能以有性和無性兩種方式繁衍后代,而在入侵的早期,無性生殖更是主要的:每逢春夏之際,水葫蘆依靠匍匐枝與母株分離的方式,每5天就能克隆出一個新植株,用不了多少時間它就能鋪滿整個水域,在江南水域為禍不小。有詩語:“接天蓮葉無窮碧”,只可惜此“蓮”非彼“蓮”。水葫蘆手拉手、根連根,喜歡“聚眾滋事”,形成綿延數十公里長的“綠島”,淤塞河道、影響通航,所以是當之無愧的“河道殺手”。同樣外表文弱絢爛、楚楚可憐的加拿大一支黃花,也是依靠這種策略,見縫插針般地遍布城鄉荒野——即使不用種子繁殖,一支黃花那像竹子一樣的地下根莖也會四處蔓延,在找到合適的地方后就自動生出新株,因此除非一株不剩地徹底連根鏟除,否則星星之火可以燎原,最后就只剩下它一支黃花唯我獨尊了。策略三:柿子要撿軟的捏

選擇單調薄弱的生態系統作為入侵的目標同樣是入侵者慣用的策略。現在,給三北防護林造成毀滅性危害的天牛蟲或許正為此自鳴得意呢——可惡的它們正是瞅準了三北地區大部分是樹木品種單一的人工林、生態系統結構簡單、很難抵抗瘋狂蟲害這個“命門”,才乘虛而入的。據有關部門調查統計,在三北地區遭受天牛危害的面積達250萬畝,造成的經濟損失無法直接用數字衡量;甘肅的古浪縣由于蟲害而處于被沙漠吞噬的危險之中;天牛蟲害也因此被形象地稱作“不冒煙的森林火災”。同樣,在北美的被入侵地,兇狠的“無煙之火”也是首先燃向單一人工林的。相對而言,盡管在西南的混生林里我們同樣能抓到張牙舞爪的天牛,但在那里它們就失去了傳說中的毀滅性威力,原因就在于被入侵生態系統的抵抗力不同。策略四:“聯合國軍”協同入侵

在生物入侵中還有一些更為有趣的策略。兩個入侵種從原產地結伴而來,相互配合共同入侵——這一招夠狠吧?最典型的例子便是隨一種入侵種而來的病原體。在新環境中,土著種對外來病原體缺乏有力的免疫防御,常常導致該病原體的爆發,導致土著種的大規模覆滅。如此一來,最得意的當然數攜帶病原體而來的入侵種啦,它們正在為減少競爭對手彈冠相慶呢。另一個比較典型的例子就是本文一開頭提到過的松材線蟲,光靠它自己是無法進行遠征的,擴散速度會慢得多,所以它就選取了松墨天牛作為自己的運輸機;而松墨天牛呢,它在松材線蟲的幫助下,當然更容易在樹林中泛濫成災了。策略五:卑鄙的肉搏招術

有時候,入侵種為了成功地在新殖民地安家落戶,必須與土著種作直接的“武力對抗”。這時候就不能不提北美入侵性雜草Centaureadiffusa了。它采取的是“種間抑制”的手段來完成征服歷程的。科學家們發現,這種雜草在原產地亞歐大陸不會造成大的影響,進入北美后卻泛濫成災,排擠了許多土著種。原因就在于在原產地,與C.diffusa共存的植物,其根系分泌物可以抑制C.diffusa根系對磷的吸收并抑制其生長;然而,新棲息地的類似植物,其生長反被C.diffusa根系的分泌物所抑制。目前,我國的科學家們也發現,加拿大一支黃花的根系同樣能分泌抑制其他植物生長的化學物質,通過這種卑劣的手段去擠占原屬于土著種的領地。策略六:盡量避開天敵

這也是入侵者最為得意的招數之一。那些不遠千里而來的入侵種在原產地的時候還能安分守己,而一旦進入新的環境,就能夠稱王稱霸,這是什么原因呢?很簡單,在這塊新土地上沒有它們的天敵。比如空心蓮子草在南美算不上令人厭惡,但來到我國以及世界其他地區以后,一下就泛濫成災了。而在南美大陸有一種專門對付它的蓮草直胸跳甲,在它們的挾制下,空心蓮子草不得不忍氣吞聲,做一根乖乖草了。再如銅錘草,又名紅花酢漿草,原產熱帶美洲,作為觀賞植物引進我國,現已在我國的十余個省市逸為野生,成為“爆發型雜草”。策略七:化敵為“友”

但是在所有的入侵策略中,最讓人拍案叫絕的,同時也是最讓科學家擔心的,是許多入侵種會采取與土著近緣種“聯姻”的策略來實現入侵。這種聯姻策略,使得入侵種不費吹灰之力,占據了原先土著種的領地,并且入侵種與土著種的雜交后代也具備了兩個祖先的全部遺傳信息,所以可以在日后不斷的繁殖過程中,挑選自己合適的基因型,產生新的表型變異,將大大增強它的入侵性。說不定哪一天科幻電影中可怕的怪獸,就會因此而誕生哦!生物入侵危害這些外來物種它們到底是朋友還是敵人?

要說這些外來移民一點好事沒干,那也是不客觀的。事實上,在大米、玉米等主要農作物中,有90%以上對于種植地來說都是外來物種,它們曾經為人類造福對人類的生存起到了不可磨滅的重要作用。但是,也有專家指出,在非洲地區,一旦引入的農作物未能獲得成功,它們不僅是變成大面積蔓延的荒草那么簡單,一場饑荒是在劫難逃的。外來生物本身不一定都是可怕的惡魔,包括橡膠、西紅柿等等許多常見的植物均是從國外引進的。但在新的棲息地,外來物種在一定程度上擺脫了原有天敵和寄生蟲的危害,會異常繁榮。然而,這些從遠方來的生物如果數量失控,對新區域農林牧漁等生產造成破壞,引發了生態災難,就成為外來入侵物種。外來有害物種入侵是一個全球性問題。據美國、印度、南非向聯合國提交的報告顯示,上述三國外來物種入侵造成的損失分別是1370億美元、1300億美元和800多億美元。我國也是外來有害物種入侵造成嚴重危害的國家之一每年僅幾種主要外來入侵物種造成的經濟損失就達574億元人民幣。總體損失達到1198億元,已經占到國內生產總值的1.36%。面對如此嚴峻的事實,有人指出外來物種的入侵不亞于軍事入侵!這些都只是保守的估計,還不足以包括那些無法計算的隱性損失,比如外來生物導致造成當地生態系統的破壞,本地生物物種的滅絕、生物多樣性減少以及由于改變環境景觀帶來的美學價值的喪失。還會威脅人類的健康。如果一個物種在新的生存環境中不受同類的食物競爭以及天敵傷害等諸多因素制約,它很可能會無節制地繁衍。1988年,幾只原本生活在歐洲大陸的斑貝(一種類似河蚌的軟體動物)被一艘貨船帶到北美大陸。當時,這些混雜在倉底貨物中的“偷渡者”并沒有引起當地人的注意,它們被隨便丟棄在五大湖附近的水域中。然而令人始料不及的是,這里竟成了斑貝的“天堂”。由于沒有天敵的制約,斑貝的數量便急劇增加,五大湖內的疏水管道幾乎全被它們“占領”了。到目前為止,人們為了清理和更換管道已耗資數十億美元。來自亞洲的天牛和南美的紅螞蟻是另外兩種困擾美國人的“入侵者”,前者瘋狂破壞芝加哥和紐約的樹木,后者則專門叮咬人畜,傳播疾病。下面分別加以闡述。(一)生物入侵對經濟的影響外來入侵種可帶來直接和間接的經濟危害。保守估計,外來種每年給我國的經濟帶來數千億元的經濟損失。關于外來種造成的直接經濟損失,我國也有初步的統計報告。列舉數字是枯燥的,但我們還是不得不仔細閱讀以下統計報告:保守的估計,松材線蟲、濕地松粉蚧、松突圓蚧、美國白蛾、松干蚧等森林入侵害蟲嚴重發生與危害的面積在我國每年已達150萬公頃左右。水稻象甲、美洲斑潛蠅、馬鈴薯甲蟲、非洲大蝸牛等農業入侵害蟲近年來每年嚴重發生的面積達到140萬至160萬公頃。每年由外來種造成的農林經濟損失達574億元人民幣,僅對美洲斑潛蠅一項的防治費用,就需4.5億元,每年打撈水葫蘆的費用需要5-10億元以上。

一、外來入侵動植物成為直接危害農林業經濟發展的重大有害生物

外來入侵動植物對農田、園藝、草坪、森林、畜牧、水產等可帶來直接經濟危害。水花生對水稻、小麥、玉米、紅苕和萵苣5種作物全生育期引致的產量損失分別達45%、36%、19%、63%和47%(譚萬忠,1994)。紫莖澤蘭含有的毒素易引起馬匹的氣喘病,僅1979年在云南省的52個縣179個鄉,發病馬5015匹,死亡3486匹,甚至造成“無馬縣”;牛羊也因無可食飼料種群數量銳減(劉倫輝等,1985)。廣東、云南、江蘇、浙江、福建、上海等省市每年都要人工打撈水葫蘆,僅浙江溫州市和福建莆田市1999年用于人工打撈水葫蘆的費用分別為1000和500萬元,全國總的費用有多少,目前沒有準確統計,至少超過1億元,而水葫蘆帶來的農業灌溉、糧食運輸、水產養殖、旅游等方面的經濟損失更大。美洲斑潛蠅最早于1993年在海南發現,到1998年已在全國21個省市區發生面積達1300000hm2以上,它寄生22個科的110種植物,尤其是蔬菜瓜果類受害嚴重,包括黃瓜、甜瓜、西瓜、西葫蘆、絲瓜、番茄、辣椒、茄子、豇豆、菜豆、豌豆和扁豆等,目前在我國,每年防治斑潛蠅的成本高達4億元(王福祥,1997)。被稱為“松樹癌癥”的松材線蟲病在短短十年間,疫區已擴至江浙六省,發生面積約66000hm2,對黃山、張家界等風景名勝區構成了巨大威脅。福壽螺原產于南美洲的亞馬遜河流域。它形似田螺,殼薄肉多,是一種大型食用螺類。上個世紀80年代,山東微山縣把它作為一種美味佳肴引進當地。然而福壽螺的進入,卻打破了當地自然生態環境的平衡。目前,福壽螺在當地水域瘋狂繁殖,泛濫成災,導致秧苗受到破壞,農業生產遭受損失。海南高大的椰子樹不僅是寶島海南的象征,也是當地旅游和農業的主要支柱。但從2002年至今,海南省正遭受著一場“恐怖襲擊”--一種外來入侵昆蟲“椰心葉甲”橫掃了全省幾乎所有市縣,造成椰子樹大片大片枯黃。專家表示:如果不加以控制、防治,海南的椰子樹將有全部死亡的危險!

體長僅僅1.5厘米的外來入侵昆蟲“椰心葉甲”是國家禁止進境的國際二類植物檢疫對象,它危害以椰子為主的棕櫚科植物,導致植物正常生長受阻,果子產量下降,嚴重時導致植物死亡。

2006年4月的數據顯示,海南省絕大多數市縣(除白沙縣外)均發生疫情,累計染蟲302萬株。從國外的情況看,椰心葉甲蟲害發生后3年左右,會出現大量疫樹死亡。椰子樹是海南最具特色的風景樹,也是效益非常高的經濟樹。目前海南共有2600萬株椰子樹,椰農50萬,該省椰子和椰子產品加工每年創造100多億產值,還不包括與之相關的旅游經濟。如果椰樹不保,椰子產業將遭受打擊,農民的生產生活將受到不同程度的影響。如果這個病害繼續下去,將會給椰子加工產業造成長期的影響。“植物殺手”豚草入侵“中國最美農村”婺源的四五個鄉鎮。豚草是以“插花”狀生長在該縣境內景婺黃(常)高速公路沿線綠化帶中,當地農業部門認為,可能是高速公路綠化過程中夾帶而來的。

據婺源縣農業局局長汪曉東介紹,6月下旬,據群眾舉報、農業部門排查,紫陽鎮、溪頭鄉等幾個鄉鎮內景婺黃(常)高速公路的多個標段發現不少豚草。由于豚草最大的危害發生在7月中下旬開花產籽時節,該縣農業部門已聯合高速公路相關負責單位,緊急行動,對這一野生惡性雜草進行全力“圍剿”。目前,豚草已基本被拔除。

江西是豚草的重災區,其中九江和南昌比較嚴重。豚草是國家首批公布的16種危害嚴重的入侵物種之一,素有“植物殺手”之稱,它不但會引發人的過敏和哮喘疾病以及家畜的中毒,而且侵占性非常強,常常把農作物趕盡殺絕,導致農作物減產甚至顆粒無收。

據了解,中國目前有多個省份成為豚草重災區,國家為此投入了大量的人力、物力、財力進行滅除,然而效果并不理想,其原因就是這種毒草具有極強的繁殖力和環境適應能力。

在國際貿易活動中,外來種常常引起國與國之間的貿易摩擦,成為貿易制裁的重要借口或手段。近年來我國出口美國的木制包裝品因光肩星天牛問題給我國的對外貿易帶來了數以千萬計的經濟損失,引起了國家領導人的高度重視。

二、外來有害生物通過影響生態系統而對旅游業帶來損失

在云南昆明市,70~80年代建成了從市內的大觀河的篆塘處-滇池-西山的理想的水上旅游線路,游人可以從昆明市內開始乘船游滇池和西山。但自90年代初,大觀河和滇池中的水葫蘆“瘋長”成災,覆蓋了整個大觀河以及部分滇池水面,致使這條旅游線路被迫取消,原來在大觀河兩側的配套的旅游設施只好報廢或改做他用,目前大觀河已改建成地下河。

三、外來生物通過改變生態系統所帶來一系列水土氣候等不良影響從而產生間接經濟損失.

與直接經濟損失相比,計算間接損失往往十分困難。但并不意味著間接損失不大。外來生物通過改變生態系統所帶來的一系列水土、氣候等不良影響從而產生的間接經濟損失是巨大的。比如,大量的水葫蘆植株死亡后與泥沙混合沉積水底,抬高河床,使很多河道、池塘、湖泊逐漸出現了沼澤化,有的因此而被廢棄使用,由此對周圍氣候和自然景觀產生不利變化,并加劇了旱災、水災的危害程度;而且水葫蘆植株大量吸附重金屬等有毒物質,死亡后沉入水地,構成對水質的二次污染,又加劇了污染程度,盡管這些損失難以準確計算,但卻不容忽視。

四、外來入侵種自身的經濟價值

外來入侵種特別是外來植物也有一定的經濟價值。水葫蘆植株自身存在著許多可利用的地方。由于花穗碩大美麗,可用于觀賞;植株根部能吸附重金屬離子,可用于凈化水質;植株體內含有一定的養分,可用做畜禽飼料;另外,水葫蘆還可造紙、生產沼氣、制肥,有人還試圖研究它在食品、美容、一次性餐具等方面的價值。還有人企圖將占水葫蘆95%的水分處理后變為潔凈達標的水而加以利用。也有研究利用大米草造紙、做飼料等。

然而,判斷外來入侵植物如水葫蘆等有用或有害應根據水葫蘆的發生地點、規模、時間,并將各種利害關系、防治或利用的成本等眾多因素綜合考慮后,方可決定利用或防治。如果在可控制的范圍內,利用水葫蘆作為觀賞、凈化水質植物等,則可收到很好的效果;但如果不加以控制,任其蔓延泛濫,則可帶來災害。其實,世界上大多數國家(包括中國)目前水葫蘆危害成災的重要原因就在于當初不加控制的大肆引種、擴繁。而對于那些已經成災的地方,是利用還是防治應充分考慮當地的實際情況及經濟因素。以我國云南滇池為例,近年來在利用和防治水葫蘆這一問題上存在著極大的分歧。持利用觀點的人認為,滇池大量的水葫蘆是昆明市不可多得的生物資源,他們提出要投資上千萬元,購買卡車、貨船,建工廠、車間,綜合利用滇池水葫蘆生產肥料、造紙、發電等,殊不知這種長期的項目需要源源不斷的原料供應,滇池水葫蘆用完后,工廠如何運轉,滇池決不能成為原料基地,何況這種投資與產出的效益如何也是一大問題。國際上已有這種失敗的教訓。蘇丹曾引進德國設備和技術綜合利用水葫蘆,后因成本大、收益小而失敗。總之,對于那些已經連片成災的湖泊、水庫、河道、池塘等水域,迅速采取各種措施,使水葫蘆的發生降低到危害程度以下并取得可持續效果,是治理水葫蘆的最佳策略。(二)生物入侵對生態的影響生物入侵者在給人類造成難以估量的經濟損失的同時,也對被入侵地的其他物種以及物種的多樣性構成極大威脅。甚至導致物種瀕危和滅絕。在全世界瀕危物種名錄中的植物,大約有35%至46%是由外來生物入侵引起的。最新的研究表明,生物入侵已成為導致物種瀕危和滅絕的第二位因素,僅次于生境的喪失。外來生物入侵是生態環境破壞之后嚴重影響生物多樣性的第二大威脅因素。物種侵略”已成為危害生物多樣性的第二大原因,僅次于棲息地退化。在全世界瀕危物種名錄中的植物中,約有35%-46%由外來生物入侵引起。生物入侵對生態系統的穩定性以及所有物種都賴以生存的自然界的平衡,造成了長期的威脅。山脈、沙漠和海流等作為自然邊界將不同生態系統分隔開來。人類貿易、旅行和其他活動造成的生物污染破壞了這些自然邊界的作用。外來生物威脅著本土物種,造成本土物種數量減少乃至滅絕。生物污染極大地威脅著生物的多樣性。美國一項試驗表明,新的基因工程植物將所含耐除草劑的基因傳給雜草的速度比人們預期的要快得多。Bt植物不僅會殺死目標害蟲,還會殺死一些益蟲,而且威脅到這些昆蟲的天敵。因此,對基因植物在批準進行大田種植前,必須進行大量的試驗和嚴格的審定。二戰期間,棕樹蛇隨一艘軍用貨船落戶關島,這種棲息在樹上的爬行動物專門捕食鳥類,偷襲鳥巢,吞食鳥蛋。從二戰至今,關島本地的11種鳥類中已有9種被棕樹蛇趕盡殺絕,僅存的兩種鳥類的數量也在與日俱減,隨時有絕種的危險。一些生物學家在乘坐由關島飛往夏威夷的飛機上曾先后6次看到棕樹蛇的身影。他們警告說,夏威夷島上沒有任何可以扼制棕樹蛇繁衍的天敵,一旦棕樹蛇在夏威夷安家落戶,該島的鳥類將在劫難逃。據了解,類似這種由于外來物種進入導致生態環境破壞的現象,在我國并不鮮見。有關部門統計,我國約有上百種入侵生物,這些外來物種給我國農業的生態系統、生物多樣性保護和人類健康等都產生了很大的破壞作用。食人鯧原產于南美洲亞麻孫流域,原產南美洲亞馬孫河流域,在我國的自然界中沒有天敵,因為在中國本土并沒有這種魚。體質強壯、對水質要求不嚴格的食人鯧,在我國南方廣大地區很容易找到適宜繁殖生長的水體,一旦流入自然水域,必將打破現有的生物鏈,威脅土著魚類的生存,就如同侵略者入侵一樣,對生態的破壞不堪想。”海南省國家I級保護動物海南坡鹿前兩年遭遇饑荒劫難,就與外來植物飛機草肆虐有直接關系。在坡鹿所在的大田保護區內,作為綠肥引入的飛機草形成了單種優勢群落,使區內草本植物由30年前的200多種,降為現在的8種,極大地加劇了坡鹿的生存危機。北京人非常愛吃的小龍蝦,學名叫克氏原螯蝦,原產于墨西哥,后向北美擴散,給美國五大湖泊的漁業生產和堤壩造成了極大威脅。上世紀20至30年代經日本進入我國南京地區,隨后在江浙一帶迅速繁衍,對當地的魚類、甲殼類、水生植物極具威脅。它們會在水稻田堤壩上挖洞筑穴,現在小龍蝦已經在洞庭湖大量繁殖,威脅到堤壩設施。曾經活躍在人們餐桌上的福壽螺、白玉蝸牛在初期都是作為高蛋白食物引入并在我國大力推廣的,然而由于市場原因,被大量遺棄或逃逸,現在已經侵入到農田和自然系統,成為農作物、蔬菜和生態系統的有害生物。除農業、林業、漁業中已被作為病蟲害治理的美洲斑潛蠅、松材線蟲、美國白蛾等等之外,即使在我國許多繁華都市的小區、路旁、溝邊、荒地、園圃、操場、草坪等容易被人們忽略的地方,也早已成為入侵雜草的天堂。婆婆納、苘麻、蔓陀羅、反枝莧,甚至還包括令美國人聞風色變的三裂葉豚草都隨處可見。上海自然植物資源有本地種和外地種約700種。佘山地區種子植物從上世紀60年代的80科147屬184種,減少到1996年的64科15屬144種,這與外來物種的侵擾不無關系。近年來,黃浦江上游的水葫蘆瘋長,影響航道安全、水域面貌,以及浦江水系的生態系統。此外,加拿大一枝黃花、水花生等惡性外來物種也蠢蠢欲動。肆虐上海崇明島的可怕入侵生物--互米花草,因其具有固沙促淤作用,20年前從美國引進,由于缺少天敵,互米花草目前已成為整個崇明海灘的絕對霸主,導致魚類、貝類因缺乏食物大量死亡,水產養殖業遭受致命創傷,而生物鏈斷裂又直接影響了以小魚為食的島上鳥類的生存,“如果再不加以控制,崇明島的生物鏈就將嚴重斷裂。“互花米草目前又在福建沿海等地大量蔓延,沿海灘涂大片紅樹林的死亡就是互花米草造成的惡果。近幾年,外來物種入侵破壞生態環境的情況也不斷發生。俗稱“食人草”的大米草,在東營市黃河入海口地區已泛濫,成災面積多達1.3萬畝,零星可見成草面積5萬~6萬畝,草籽漂流面積在10萬畝以上。大米草所到之處,貝類、蟹類、魚類等多種生物窒息死亡,而發達的根系又堵塞航道,給運輸、漁業等帶來諸多不便。

外來'這個概念不僅是以國界定義的,人們曾經有這樣的疑問,為什么“四大家魚”(青、草、鰱、鳙)也成了外來種,它們不是我國土生土長的物種嗎?原因在于,“四大家魚”在我國很多地區是當地的土著物種,但是如果它們被引入云南、青海、新疆等高海拔地區的水域中,就成了外來種,因為這些地區屬于完全不同的生態系統。太湖銀魚的例子也是一樣。

云南是我國魚類種類最為豐富的省份,然而從20世紀60年代起,人們出于產業經濟的目的,兩次大規模地移殖和引進外地魚類。第一次是在1963-1970年間引進“四大家魚“等經濟性魚類,并帶進麥穗魚和〔xia〕虎魚等非經濟性魚類;第二次較大規模的引進是在1982-1983年,把太湖新銀魚和間下〔zhen〕魚等引進滇池、星云湖等湖泊。現在云南原有的432種土著魚類中,近5年來一直未采集到標本的約有130種,約占總種數的30%;另外約有150種魚類在60年代是常見種,現在已是偶見種,約占總種數的34.7%;余下的152種魚類,其種群數量也均比60年代明顯減少。在過量捕撈、水利工程、圍湖造田、外來魚類,這4個導致云南魚類瀕危的因素中,外來魚類是導致土著魚類種群數量急劇下降的最大因素。滇池蠑螈的滅絕也與滇池引入外來種有密切的關系。

明朝末年,仙人掌被引入我國,如今在全國各地都能見到它們的蹤影,在華南沿海地區和西南干熱河谷地段,仙人掌戰勝了當地的原生植物成為優勢群落,那里原有的天然植被景觀恐怕我們永遠都見不到了。所有這些,不論是瘋牛病、口蹄疫、鼠疫病這些令人望而生畏的惡性傳染病,還是在美國聲名狼藉的紅螞蟻,肆虐我國東北、華北的美國白蛾、松材線蟲等森林害蟲,以及堵塞上海河道、覆蓋滇池水面的水葫蘆都是“生物入侵“惹的禍。它們的危害之大已遠遠超出人們的想象,以致有人稱它為“整個生態系統的癌變”。此外,我們對生物侵入的危害程度無法估計。因為外來生物侵入的危害不僅是取代當地物種,而且會有驚人的后果。讓我們來看看蒙大拿FLATHEAD河流中細小糠蝦引進事件。野生動物保護人員為了增加另一種引進的KOKANEE鮭的餌料數量,在1970年前后引進了糠蝦。然而鮭魚的習性是在表面捕食,糠蝦只在晚上升到表面,鮭在晚上又看不見糠蝦,反過來糠蝦還吃掉了鮭魚魚苗依賴的浮游生物。結果鮭魚數量下降,導致熊、捕食鳥和其他依賴鮭魚的動物的滅絕,致使許多鷹餓死。生物污染的危害遠非如此,它對整個生態系統的平衡、人類社會的發展都潛藏著巨大的威脅。(三)入侵物種直接威脅人類健康麻疹、天花、淋巴腺鼠疫以及艾滋病都可以成為入侵疾病。人類對熱帶雨林地區的開墾,為更多的病毒入侵提供了新的機會,其中包括那些以前只在野生動物身上攜帶的病毒,比如多年前襲擊剛果等地的埃博拉病毒。前面提到的三裂葉豚草,它的花粉是引起人類花粉過敏的主要病原物,可導致“枯草熱“癥,在美國約有20%的人受花粉過敏癥的侵擾。我國國內雖然還沒有大量的報道,但在國外的許多華人到美國后一兩年內就會出現花粉癥的癥狀。目前豚草已分布在東北、華北、華東、華中地區的15個省市,如果一旦大面積爆發,后果不堪設想。

各種途徑造成外來病菌在全球的傳播和流行。全球的艾滋病、英國的瘋牛病、日本的“0157細菌”、香港的禽流感、臺灣地區的腸病毒等都極大地威脅著人類的健康。美國近年來就采取了一系列措施來強化食品衛生管理,實施“危險分析和關鍵控制點”(HACCP)計劃,1998年更投入4300萬美元用于食品安全的監測、研究與教育。四、生物入侵研究盡管人類對生物污染進行了長達40年的研究,但生態學家仍未發現生物污染過程的自然規律。首先,對“入侵者”知之甚少。雜草可以說是最通常的入侵者,但也有很特別的入侵者。我們對入侵者的“家族”了解甚少,不知道何種生物將是成功的“入侵者”。其次,對入侵的地點、時間無法預測。一般來說,失衡的生態系統通常要比完整的生態系統更易受到影響。EURASIANCHEATGRASS能在美國西北部2500萬公頃的土地上占居優勢,其原因之一就是當地牧民過度放牧所致。但也有很多例外的情況。例如在現存的未受干擾的夏威夷雨林中,占優勢的昆蟲常常是外來的。在五大湖中,水質的改善可能幫助了SEALAMPREY,因為這種食肉魚種幼體對污染相當敏感。一種外來生物侵入后,可以潛伏幾十年,生態平衡的改變可導致爆發性侵入。植物侵入的這種潛伏期更為普遍,幾乎可以肯定許多外來生物的存在,只不過我們沒有覺察到,根據美國一名研究雜草侵入的專家的看法,外來雜草通常在侵入30年或擴散到4000公頃后才被發現。此外,我們對生物侵入的危害程度無法估計。因為外來生物侵入的危害不僅是取代當地物種,而且會有驚人的后果。讓我們來看看蒙大拿FLATHEAD河流中細小糠蝦引進事件。野生動物保護人員為了增加另一種引進的KOKANEE鮭的餌料數量,在1970年前后引進了糠蝦。然而鮭魚的習性是在表面捕食,糠蝦只在晚上升到表面,鮭在晚上又看不見糠蝦,反過來糠蝦還吃掉了鮭魚魚苗依賴的浮游生物。結果鮭魚數量下降,導致熊、捕食鳥和其他依賴鮭魚的動物的滅絕,致使許多鷹餓死。國內外研究概況

對于生物入侵的研究,國外科學家早在1958年就出版了<<動植物入侵的生態學>>一書(Elton,1958)。此后,各國科學家陸續開展了許多有關外來動物(Johnson,1996;Moller,1996;Thingstad,1999)、植物(Higginsetal.,2001,Callaway&Aschehoug,2000)、微生物、海洋生物等各個方面的研究。但真正引起科學家廣泛關注與研究的則是在20世紀80年代后期。特別是近20年來,對外來入侵生物的研究從宏觀的預防與控制策略(McNeelyetal.,2001;Zalbaetal.,2000;Haltuch&Berkman,2000)與有效可行的控制和管理技術體系(Shine,etal,2000)到微觀的分子生物學與生態學(Mack,etal.,2000;Cohen,etal.,1998)、生態遺傳學(Sakaietal.,2001;Carroll&Dingle,1996)、協同進化(Levine,2000;Christan,2001;Ludsin&Andrea,2001;Thompson,1998)及控制技術與生態修復的機制(Driesche&Driesche,2000)等,均成為廣泛研究的熱點與焦點,并有較高層次和較深水平的研究。在國際生物多樣性公約(CBD)原則的指導下,GEF針對各締約國對外來入侵生物的預防與管理提出了9條指導性原則。1996年由SCOPE(theScientificCommitteeonProblemsoftheEnvironment)、IUCN和CABInternational共同組織的全球入侵生物項目(GISP,GlobalInvasiveSpeciesProgramme)開始實施以來,在發展外來入侵生物的最佳預防與管理策略與指南、組織實施國際合作項目的研究等方面取得了卓有成效的成果(Writtenberg&Cock,2001)。

我國對外來入侵生物的研究主要體現在以下幾個方面:(1)對外來種的檢疫、除害處理研究較多,但對病原微生物的快速檢測技術、外來生物狙擊的系統技術研究較少;(2)在文獻資料的基礎上,對外來入侵生物的綜合風險分析研究較多,但對實際的個案試驗風險評估模式和體系的研究較少;(3)對外來入侵種(如美洲斑潛蠅Liriomyzasativae、煙粉虱Bemisiatabaci、馬鈴薯甲蟲Leptinotarsadecemlineata、紅脂大小蠹Dendroctonusvalens)的危害性研究較多,對潛在的危險外來種入侵的預警、擴散與傳播機制研究較少;(4)對外來的主要病蟲害(如松材線蟲病Bursaphelenchusxylophilus、松突圓蚧Hemiberlesiapitysophila、濕地松粉蚧Oracellaacuta、美國白蛾Hyphantriacunea、稻水象甲Lissorhoptrusoryzophilus、甘薯黑斑病Ceratocystisfimbriata)分布、危害、生物生態學特性、控制技術等研究較多,對入侵生物學、入侵生態學及爆發的機制研究較少;(5)對外來入侵種的種群時間動態研究較多;但從微觀水平(分子生物學)和宏觀水平(群落及系統)的研究較少;(6)對外來入侵的環境有害雜草(如豚草Ambrosiaspp.、空心蓮子草Alternantheraphiloxeroides、水葫蘆Eichhorniacrassipes、薇甘菊Mikaniaspp.、紫莖澤蘭)的生物防治與綜合治理技術較多,對入侵種的遺傳變異、對群落結構的影響與生態調控和修復的研究較少(參閱:萬方浩等,2002)。總之,我國對外來入侵生物的研究處于剛剛起步、積累經驗和資料、單一方向的水平階段,有待于向不同層次(基因、個體、種群、群落、生態系統)和更高水平(分子生物學、分子生態學、生態遺傳學)、多學科交叉的實驗與理論研究的方向發展。

我國南京農業大學鄭小波在2002年進行了一個項目研究:農林危險生物入侵機理及控制基礎研究,主要內容是:外來生物的入侵對農林業生產帶來的巨大經濟損失與對生物多樣性的嚴重威脅,成為了國際社會面臨的重大科技問題。加強外來危險生物的入侵機制、災變機制及控制技術的基礎研究,發展早期預警與預防、檢測與控制的理論與技術,是解決這一問題的根本途徑。本項目針對我國實際情況,以外來生物入侵的不確定性和入侵后的暴發性為切入點,選擇有代表性的已入侵和潛在入侵生物為對象,以外來生物入侵過程中的遺傳分化、擴張過程中的生態適應和潛在危險生物入侵早期預警三大關鍵問題為核心,重點揭示松材線蟲、煙粉虱、紫莖澤蘭、紅脂大小蠹、稻水象甲等已入侵生物的遺傳分化與快速演變過程,解析入侵過程中種群增長與擴張的分子生態與化學生態機制,闡明入侵對生態系統結構和功能的影響及生態系統對入侵生物的抵御機制。闡明小麥矮腥黑穗病菌、大豆疫霉、梨火疫病菌等潛在危險生物在我國定殖并形成種群的可能性,建立快速檢測的分子基礎和技術體系。在此基礎上,研制出潛在危險入侵生物的早期預警系統及風險管理程式,提出已入侵生物控制的科學與技術支撐。

2.研究與發展的趨勢及核心問題:

危險性外來入侵生物研究過程有別于本地有害生物的研究。一般來講,外來物種指超出其自然分布范圍以外種群。但就大多數物種種群而言,“自然分布”的概念在進化的時間尺度及生態的空間尺度上難以準確認定(Carlton,1996)。因此,大部分個案研究范圍將外來物種定義于:無意識的傳入/引進、在空間上以國土疆界或以地理障礙生態區(外來,空間尺度)、時間上近期發生(時間尺度)、后果上導致生態與經濟損失(入侵)為范圍。外來生物的入侵一般分為傳入、定居與種群建立、潛伏、傳播/擴散、成災幾個階段(Ehler,1998)。由于外來生物的入侵呈現出一個有序的過程,因此各個階段的研究應根據各個階段的特點各有側重(表1)。

1.傳入前或傳入過程中的預防與預警:阻止外來有害生物的建立種群是防御外來生物入侵的第一道防線(Ehler,1998)。有效地防止外來生物入侵的首要問題是如何進行科學的預測。由于傳入途徑的多樣化,以及不同生物種具有不同的生物學特性,很難用某一通用模式來預測和解釋各類外來生物入侵的方式和潛在的危害(Kolar&Lodge,2001)。20世紀90年代后期,對預測植物、大型動物入侵的研究文獻激增,大多數研究指出:物理屏障不再是外來種入侵的重要因素,而會隨著國際貿易往來的增加而增加。因而,預警能力的建設在預防和預測外來種的入侵中就顯得更具有重要的科學地位和更具現實意義。眾多研究表明,依據物種的系統發育限制因子:生活史特征、入侵種原產地與入侵地生物氣候相似性、入侵種的生物學特性和遺傳多樣性在原產地與入侵地的分化特性、入侵種與本地種種群/近緣種間存在的差異、入侵種的傳播方式等因子可預測入侵種可能的分布范圍與危害,因此,發展早期預警系統(風險識別、危害識別、地域識別、變異識別)是提高預防與預測準確性的首要關鍵科學問題;在早期預警系統的引導下,發展快速的檢測技術,建立快速的狙擊系統是防御不可缺少的一部份,這在實踐上,是一種積極的、需要優先考慮的防御技術體系。

2.定殖與種群建立過程中的入侵生物生態學過程與遺傳的“前適應性”機制:對有詳細記載的外來物種成功傳入的分析表明:大部分的傳入或引進是不成功的,傳入種只有1/10的概率建立種群成為偶見種,偶見種中又只有1/10的概率稱為常見種,在此之中,又只有1/10機會成為有害生物(實際上1/10原則中10的范圍為5-20,二項式分布的上下限)(Willliamson,1996)。傳入過程中繁殖體的存活與死亡、入侵種群的環境忍耐程度、環境的可容納性、本身所具有遺傳特征等共同決定是否成功入侵。其中,遺傳特性是影響定殖與建立種群的一個重要因素。

遺傳差異決定入侵成功與否及入侵效應,是遺傳特性與入侵生物學特征相互作用的結果。有關這方面的研究充滿前景,但目前的研究并不令人滿意(Williamson,1996)。因為,迄今為止,還沒有研究證實或鑒別到有利于入侵的單個基因,或者入侵后發生改變的基因。回答某個特性的改變是由多個基因還是單個基因控制也無有太多的證據。

然而,有研究表明在初始入侵與定殖過程中,生態過程的影響比遺傳過程更重要。因此,在定殖與建立種群的過程中,遺傳過程與生態過程哪一個更具相對的重要性?成功入侵如果受遺傳變異的影響,遺傳差異在多大程度上決定其入侵效應?如果外來種喪失其遺傳多樣性與變異,是否會限制定殖及其入侵成功?但目前的研究還不能完全回答這些問題。因此,外來種是否具有遺傳的“前適應性”以及如何與生態學過程相互作用,即外來種入侵應力(Invasivepressure)的綜合研究,是成功定殖與建立種群過程中的關鍵問題。

3.潛伏與擴散傳播過程中的入侵生物生態學與遺傳的“后適應性”機制:外來物種定殖后到擴散傳播及其后的爆發成災一般均有幾年甚至幾十年或更長時間。如引進的天敵昆蟲釋放后幾年查不著蹤影,經過一旦時間后,突然發現種群激增。但沒有證據說明其原因:是遺傳變異與生態適應能力的結合所致,抑或是由于Allee效應使種群構建的速度太慢。不過,在一定的遺傳特性背景下,生態學特性(生態環境適應性、后代的繁殖力和擴散能力),特別是繁殖特性是決定種群快速構建的重要因素(Holt,1996)。當然,最初的潛伏期可能需要遺傳上的調整,一個小的遺傳變異可產生很大的生態影響(Bazzaz,1986)。已經有證據表明雜交在入侵中遺傳改變是很重要的,雜交可導致入侵后快速的遺傳變化。但其他的遺傳變化是否同樣快速發展,則很難回答。其一,遺傳變異在生態時間內常常是不可測定到的;其二、遺傳改變是很小的,生態上的重要變化是可測的;其三,進化是在一個很長的時間期內發生的(最快的估計是1%/100年)。對昆蟲而言,如果在最初建立種群的幾個世代內有很強的選擇壓力,則可能導致快速進化。從比較生態遺傳學的角度研究已入侵種與原產地種的遺產差異有可能解釋一些遺傳學上的問題。建立種群后的擴散傳播:一方面取決于外來種的擴散能力(擴散方式、速度)與繁殖對策(內稟增長力是一個很重要的因素),另一方面取決于快速的生態“后適應性”(適應性進化)。

因此,外來種生態適應的調整能力是研究其潛伏與爆發成災機制的關鍵。其核心點在于:(1)生態學特征的差異能否反映出遺傳學的背景?(2)種群擴展的生態適應機制,(3)直接選擇作用可否導致快速進化?

4.暴發成災過程與生態系統的可入侵性機制:美國科學家對外來生物入侵的分析資料表明,外來入侵種中只有很少部分產生嚴重的生態影響(tensrole);所有群落都是可入侵的,但大部分是人為造成(Nanako&Kohkichi,1997);入侵種在原產地并一定是重要有害生物,但在入侵地往往引起巨大的生態與經濟損失。如美洲斑潛蠅在我國的分布與危害就是典型的例證。Brown(1989)提出了成功入侵的五條生態學規則(具有較低多樣性的孤立環境對入侵有不同的敏感性、成功的入侵者大多是陸地上的本地種和非孤立陸地環境中的種類、原產地與入侵地的物理條件具有相似性、本地種不占據與入侵種類似的生態位、棲息于受干擾環境的種類和那些與人類活動相關的種類易于在人工生態系統中入侵)。這些研究表明:不同生境中的群落,其抵御或接受入侵的生態學過程存在極大的差別。新近提出的生態位機會(nicheopportunity)理論從資源機會、逃避天敵的機會、環境機會的角度討論了三者之間相互作用的關系。但無論如何,這些機制的研究是相當復雜的,涉及到:入侵種是否缺乏恰當的遺傳變異(協同進化)、是否具備系統發育特征的生態位保守性特征、種間的相互作用是否導致快速進化、這種快速進化對生物群落的生態過程(動態)具有何種潛在的影響等。

綜上所述,外來物種的入侵機制的研究是相當復雜的,不是一個簡單的生物學、抑或生態學特性就能解釋的問題,而是在不同層次上的多學科(生物學、生態學、遺傳學、生物物理學、生物地理學、生物氣候學、種群動態學、群落學、系統學等)相互融匯、相互交織、共同影響和作用的學科群理論。其深入研究不僅能對外來生物入侵過程中的預測與預防、根除與滅絕、控制與管理、生態控制與修復的實踐提供堅實的理論基礎和依據,而且也可對轉基因生物的環境釋放與應用、傳統生物防治中引進天敵的釋放提供借鑒。同時有可能完善“生物群衰老理論”、“生物群不協調論”、“生態釋放”的理論體系。物入侵存在問題及解決措施生物的自然存在和發展,是有一定規律的,這種規律就是英國生物學家達爾文所總結的“物競天擇”和“適者生存”。某一地區的物種都是當地生物鏈的一環,經歷相當長的歷史時期形成一種平衡狀態。如果由于人為的干預打破了這種平衡,等于破壞了生物鏈的平衡狀態,就可能產生兩種后果:一種是經過一個較長時期達到新的平衡狀態;另一種就是產生“生物入侵者”,給當地生態和人類生活帶來危害。目前,生物學和生態學界對生物入侵者有不同態度:一部分人認為,經過“物競天擇”,可以制約“生物入侵者”的危害,達到新的生態平衡;另一部分人認為聽任“生物入侵者”自由發展會給當地生態和人類生活造成嚴重危害。世界各國對“生物入侵者”都在采取相應的措施。

一些生物學家指出,一旦某種“生物入侵者”在新的環境中站穩腳跟并大規模繁殖,其數量將很難控制。即使在科學技術高度發達的今天,面對那些適應能力和繁殖能力極強的動植物,人們仍將束手無策。

生物學和生態學界的一些學者主張人類不應該過多地干預生物物種的遷移過程,因為失衡是暫時的,一個物種在新的環境中必然遵循物競天擇的法則。“生物入侵者”并不是都能夠生存下來,能夠生存下來的就是強者,即使生態系統中的強者也同樣受到該系統中各種因素的制約,不可能為所欲為,因此,自然界的平衡最終會得以實現。然而更多的學者則持反對意見,他們認為自然調節的過程是非常漫長的,如果聽任“生物入侵者”自由發展,許多本土物種將難逃絕種厄運,自然界的物種多樣性將受到嚴重破壞。另外,“生物入侵者”給人類社會造成的經濟損失是驚人的。僅在美國,每年由“生物入侵者”造成的經濟損失就高達兩千多億美元,面對這樣的天文數字,人們豈能無動于衷?專家一再表示,等到外來生物造成入侵的后果,國家和社會將承擔巨大的鏟除成本。而最有效的辦法,就是預防有害生物的入侵。

北京市已經開始采用一種新型的隔離棚,主要作用就是對國外引進的可能存在潛伏危險病蟲害的種子、苗木及其他繁殖材料進行隔離試種、繁育及各種檢疫試驗,并對出口植物進行檢疫消毒。如試種的植物出現問題,將被無害化處理掉。

馬子龍說:對外來物種的引進,國家檢驗檢疫部門要非常重視,同時也要引起全民重視。很多外來入侵生物是人們無意傳入的,通常是隨人及通過飛機、輪船、火車等交通工具,被攜帶到各地。

目前,農業部已成立了外來入侵生物預防與控制研究中心,2005年制定了《農業重大有害生物及外來生物入侵突發事件應急預案》,《外來入侵生物防治條例》和《全國外來入侵生物防治規劃》也正在著手起草之中。

在2005年9月的“亞太經合組織(APEC)外來入侵生物防治研討會”上,專家指出:“如果說立法是防的手段,那么國際合作就是治的藥方。”外來物種泛濫大都是由于逃脫了原有的天敵控制,因此國際合作引入天敵是控制入侵生物最佳的技術手段。

海南防控椰心葉甲疫情也得到了國際合作。馬子龍介紹:“要徹底控制住椰心葉甲,主要是通過生物防治,海南已引進了兩種椰心葉甲的天敵。嚙小蜂主要是寄生椰心葉甲的蛹,是從臺灣引進的,另一種姬小蜂主要是寄生椰心葉甲高齡幼蟲的,是從越南引進的。在引進時分別都通過試驗,發現它們只寄生椰心葉甲,對其他生物沒有影響。2005年4月20日,海南開始向野外釋放嚙小蜂,防治效果非常明顯,一年后,凡是放蜂的地方椰心葉甲都得到了控制。”

據統計,目前農業部已經承辦外來入侵生物相關會議4次,合作項目10多個。在“亞太經合組織(APEC)外來入侵生物防治研討會”上,與會的20余個國家地區已形成共識--形成一個關于防治外來生物的法律范本,以便各國法律“對接”,在同一個平臺上進行更為有效的防治。

我國福建寧德政府、群眾已采取的防治措施:鑒于外來生物入侵危害生產嚴重,寧德市人民政府和當地群眾果斷采取了多種措施加以應對。這些措施大都側重于技術、政策領域,有一些初見成效,而大部分措施還處于設想摸索階段,實施需要時間,效果有待觀察。

(一)技術措施

以大米草為例,寧德沿海地區的群眾曾試圖利用大米草養牛、養羊,但因其營養成份不高,牛羊等牲畜也不愛吃;一些造紙廠曾利用大米草進行造紙實驗,也因其鹽份過高,制造的紙質差而作罷。群眾還將大米草曬干做燃料使用,卻因大米草鹽份過高,易使鐵鍋生銹腐爛而作罷。為了消滅大米草,寧德市政府曾懸賞20萬元,作為攻關的啟動資金,都因技術不成熟或付出成本過高而停止。經過長時間的摸索和實驗,有企業首次從大米草中提取多糖成功,這為治理大米草的危害提供了一個可能的解決方案。大米草是一個典型,其技術防治的艱難代表反映了其他主要外來入侵生物防治時遇到的技術困境,盡管如此,還是取得了一些令人欣喜的進展。

(二)政策措施

1.實施目標責任制,明確各部門職責

外來入侵生物的管理是一項長期任務,涉及到環境保護、農業、林業、檢疫、海關、交通、民航、鐵道、郵政、科技、教育等多個部門。政府出臺相關政策,明確各部門職責,理清各部門管理內容、程序,使問題的解決得以規范化、有序化。寧德市下屬的古田縣政府責成相關部門加強整治水浮蓮的工作,分派具體任務,設定階段目標,指明了工作的方向。

2.堅持“預防為主,防治結合”的方針,建立外來入侵生物防御體系

寧德市人民政府及下屬環保局相繼頒布了一些政府文件,指出從源頭上防治外來入侵生物的重要性。力圖在未來逐漸建立起“物種引入許可證體系”、“外來物種入侵風險評估體系”、“外來入侵種早期預警體系”、“物種引入后的監測和快速反應體系”,以防止外來物種的入侵和擴散。雖然這些體系的建立需要相當長的過程,但先進理念的提出無疑能更好地指引下一步工作。

3.開展宣傳活動,提高認識

養殖業是寧德主打經濟產業,是政府財政收入的主要來源,但由于欠缺認識,某些地方政府和當地群眾受短期經濟利益驅使,忽視外來生物入侵的潛在風險,十分不利于外來生物入侵問題的解決。對此,市政府及相關民間社團組織通過開展宣傳教育活動,意欲喚醒企業、個人的環境意識,取得一定的社會反響。

三、防治外來生物入侵過程中存在的問題及解決建議存在的問題

1.法律不健全

我國目前有一些法律法規涉及外來物種管理,如《進出境動植物檢疫法》對進口動植物檢疫工作作了明確規定;《野生動物保護法》、《野生植物保護條例》對外來物種的有意引進作出了規定;《動物防疫法》、《植物檢疫條例》等也在預防外來病蟲害的無意傳入方面作了較為具體的規定;《森林法》、《漁業法》、《海洋環境保護法》、《農業法》、《自然保護區條例》、《城市綠化管理條例》也有一些相關的規定。這些法律法規和有關的政策及一些臨時性的禁令一起,對防止外來病原物的傳入發揮了重要作用。但國家法律體系還很不健全,存在諸多問題:如在檢疫制度方面,缺乏有意引進的物種管理的法律,也缺乏外來物種防疫的國家標準;在監管制度方面,各主管職能部門職權有所交叉,分工不明,缺乏總體協調機構,同時欠缺對外來物種入侵全過程的監控機制;在法律責任方面,我國法律還沒有有關外來物種引進人和管理人的法律責任的規定;在信息獲取和交流制度方面,還沒有確立明晰的調查、報告制度和信息共享體系。寧德市人民政府及下屬環保局根據當地實際制定頒布了一些法規規章、政策規定和臨時性禁令,與國家法律法規相結合,對防范外來入侵生物的傳入發揮了重要作用。但由于大法制環境的不健全,地方立法主體采取的修補、細化舉措很難取得預想效果。此外,頒布實施的各種規定以政策文件和臨時性禁令為主,而具強行拘束力的立法文件不多,大大降低了防治外來生物入侵工作的力度。

2.對外合作不足

寧德在防治外來生物入侵問題上存在著與外界合作不足的問題。如與隔海相望的臺灣就缺乏一些必要的合作,致使臺灣農產品通過“綠色通道”快速通關“登陸”福建后,沿高速過境寧德銷往江浙,增加了臺灣疫情傳入機會。

3.基礎研究匱乏

目前寧德的科技發展遠不能滿足對外入侵生物預防、引進、清除、控制和生態恢復的要求。雖然政府注資開展科技攻關計劃,也取得過一些突破性的成果,但總體上不容樂觀。同時因為寧德經濟欠發達,財政列表中科研經費額度有限,也制約了基礎研究的順利進行。

(二)解決建議

1.關于法律不健全問題。由于國家法律體系的完善需要一段較長時間,面對現階段日趨緊迫的形勢,建議積極發揮地方立法職能,在充分考察調研掌握情況的基礎上,因地制宜出臺有力的法規規章及配套法案,應對現有問題。尤應指出的是,寧德是大陸東南沿海距臺灣最近的區域之一,為閩臺農產品貿易窗口之一,隨著對臺交往的日益頻繁,臺灣有害生物入侵的危險性不斷增加,因而應有針對性的制定防范對策措施,嚴防臺灣有害生物入侵為害。這也正是地方立法因地制宜的應有之義,立法主體應加以重視、考慮。

2.關于對外合作不足問題。建議進一步加強與臺灣地區有關職能部門的聯系,建立溝通管道,共同做好出入境農產品的檢驗檢疫工作。目前兩岸植物檢疫部門還未建立固定的合作關系,沒有承諾對出口植物種苗及農產品承擔檢疫義務,建議兩岸(閩臺)有關部門應盡快把發展兩岸植物檢疫工作的交流與合作提到日程上來,加強信息溝通,各負其責,各自把關,共同為引進優質農產品和優良農作物種苗以及防范有害生物入侵提供方便。同時,加強信息溝通,可定期或不定期碰頭研討問題,及時通報臺灣農產品進出口中的重要情況,協調解決引進臺灣農產品中出現的有關疫情疫病的突發事件和重大問題,探討并制定聯合應對措施,形成機制,共同做好相關工作。

3.關于基礎研究匱乏問題。主張不放松對科學基礎研究的重視,在經費欠缺的情況下,首先開展重點項目研究,抓住主要問題和問題的主要方面。在籌資問題上,可多方面拓寬渠道,吸納企業、民間資金,并將研究成果投入產業開發,創造經濟效益,反哺企業、群眾,也為下一步的研究工作奠定經濟基礎。另外,九三學社上海市委建議完善檢疫體系防治生物入侵影響城市建設目前,上海已經成為我國生物入侵受害較重的城市之一。例如水葫蘆、松材線蟲等全國共有的入侵生物種類在上海正在成為一個非常突出的問題。如何采取有效措施,對已經入侵的物種進行防治,對尚未入侵的物種進行預防,是城市生態學需要解決的重要科學問題,是上海社會進步、經濟可持續發展所必須解決的現實問題。在生物入侵防治過程中存在的主要問題:律條文眾多,但缺乏針對性目前,涉及到外來生物控制問題的相關法律主要有《中華人民共和國進出境動植物檢疫法》等法律、條例。然而,這些法律、條例主要集中在人類健康、病蟲害及與雜草檢疫有關的方面,并沒有充分包含入侵物種對生物多樣性或生態環境破壞的相關內容,與從生物多樣性保護角度控制外來物種的目標還相差甚遠。同時,我國幅員廣闊,生態系統類型繁復,國內跨地區的物種轉移迄今尚未引起充分重視,地區性的物種入侵問題在管理上尚無規章條例可循。2、涉及多個部門,缺乏協調性外來生物入侵問題涉及到許多部門,包括立法、執法、進出口管理、林業、農業、畜牧、海洋、漁業、環保、園藝、科研和教育宣傳等。目前許多部門之間存在著嚴重交叉、重疊、空缺和不科學

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